Đại học Kiến Trúc Hà Nội
Đề cương ôn tập Vật liệu xây dựng
Câu1:Phân tích ảnh huởng của thành phần cấu trúc đến tính chất VLXD
a_Quan hệ giữa cấu trúc và tính chất
Cấu trúc của vật liệu được biểu thị ở 3 mức: cấu trúc vĩ mô (cấu trúc có thể
quan sát bằng mắt thường), cấu trúc vi mô (chỉ quan sát bằng kính hiển vi) và cấu trúc trong hay cấu
tạo chất (phải dùng những thiết bị hiện đại để quan sát và nghiên cứu như kính hiển vi điện tử, phân tích
rơngen)
Cấu trúc vĩ mô .Bằng mắt thường người ta thể phân biệt các dạng cấu trúc này như: đá nhân tạo đặc,
cấu trúc tổ ong, cấu trúc dạng sợi, dạng lớp, dạng hạt rời…
-Vật liệu đá nhân tạo đặc rất phổ biến trong xây dựng như bê tông nặng, gạch ốp lát, gạch silicat.
Những loại vật liệu này thường có cường độ, khả năng chống thấm, chống ăn mòn tốt hơn các loại vật
liệu rỗng cùng loại, nhưng nặng và tính cách âm, cách nhiệt kém hơn. Bằng mắt thường cũng có thể
nhìn thấy những liên kết thô của nó, ví dụ: thấy được lớp đá xi măng liên kết với hạt cốt liệu, độ dày
của lớp đá, độ lớn của hạt cốt liệu: phát hiện được những hạt, vết rạn nứt lớn, v.v
-Vật liệu cấu tạo rỗng có thể là những vật liệu có những lỗ rỗng lớn như bê tông khí, bê tông bọt, chất
dẻo tổ ong hoặc những vật liệu có những lỗ rỗng bé (vật liệu dùng đủ nước, dùng phụ gia cháy). Loại
vật liệu này có cường độ, độ chống ăn mòn kém hơn vật liệu đặc cùng loại, nhưng khả năng cách nhiệt,
cách âm tốt hơn. Lượng lỗ rỗng, kích thước, hình dạng, đặc tính và sự phân bố của lỗ rỗng có ảnh hưởng
lớn đến tính chất của vật liệu.
-Vật liệu có cấu tạo dạng sợi, như gỗ, các sản phẩm có từ bông khoáng và bông thủy tinh, tấm sợi gỗ
ép v.v có cường độ, độ dẫn nhiệt và các tính chất khác rất khác nhau theo phương dọc và theo
phương ngang thớ.
-Vật liệu có cấu trúc dạng lớp, như đá phiến ma, diệp thạch sét v.v là vật liệu có tính dị hướng (tính
chất khác nhau theo các phương khác nhau).
-Vật liệu hạt rời như cốt liệu cho bê tông, vật liệu dạng bột (xi măng, bột vôi sống) có các tính chất và
công dụng khác nhau tùy theo thành phần độ lớn và trạng thái bề mặt hạt.
Cấu trúc vi mô của vật liệu có thể là cấu tạo tinh thể hay vô định hình. Cấu tạo tinh thể và vô định
1
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
hình chỉ là hai trạng thái khác nhau của cùng một chất. Ví dụ oxyt silic có thể tồn tại ở dạng tinh thể

b_ Quan hệ giữa thành phần và tính chất
Vật liệu xây dựng được đặc trưng bằng 3 thành phần: Hóa học, khoáng vật và thành phần pha.
Thành phần hóa học được biểu thị bằng % hàm lượng các oxyt có trong vật liệu. Nó cho phép phán
đoán hàng loạt các tính chất của VLXD: tính chất chịu lửa, bền sinh vật, các đặc trưng cơ học và các
đặc tính kỹ thuật khác. Riêng đối với kim loại hoặc hợp kim thì thành phần hóa học được tính bằng
% các nguyên tố hóa học Thành phần hóa học được xác định bằng cách phân tích hóa học (kết quả
phân tích được biểu diễn dưới dạng các oxyt)Các oxyt trong vật liệu vô cơ liên kết với nhau thành các
muối kép, được gọi là thành phần khoáng vật.
Thành phần khoáng vật Thành phần khoáng vật quyết định các tính chất cơ bản của vật liệu.
Khoáng 3CaO.SiO
2
và 3CaO.Al
2
O
3
trong xi măng pooc lăng quyết định tính đóng rắn nhanh,
chậm của xi măng, khoáng 3Al
2
O
3
2SiO
2
quyết định tính chất của vật liệu gốm.
2
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
Biết được thành phần khoáng vật ta có thể ta có thể phán đoán tương đối chính xác các tính chất của
VLXD.
Việc xác định thành phần khoáng vật khá phức tạp, đặc biệt là về mặt định lượng. Vì vậy người ta phải
dùng nhiều phương pháp để hỗ trợ cho nhau : phân tích nhiệt vi sai, phân tích phổ rơnghen, laze, kính
hiển vi điện tử v.v

Trong đó: m : Khối lượng của vật liệu ở trạng thái khô, g, kg V : Thể tích hoàn toàn đặc của vật liệu,
cm
3
, l, m
3
.
Cách xd:Tuỳ theo từng loại vật liệu mà có những phương pháp xác định khác nhau. Đối với vật
3
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
liệu hoàn toàn đặc như kính, thép v.v ,
ρ
được xác định bằng cách cân và đo mẫu thí nghiệm, đối
những vật liệu rỗng thì phải nghiền đến cỡ hạt <0,2 mm và những loại vật liệu rời có cỡ hạt bé
(cát, xi măng ) thì
ρ
được xác định bằng phương pháp bình tỉ trọng
Các yếu tố ảnh huởng+ý nghĩa:Khối lượng riêng của vật liệu phụ thuộc vào thành phần và cấu trúc
vi mô của nó, đối với vật liệu rắn thì nó không phụ thuộc vào thành phần pha. Khối lượng riêng
của vât liệu trong một phạm vi hẹp đặc biệt là những loại vật liệu cùng loại sẽ có khối lượng riêng
tương tự nhau. Người ta có thể dùng khối lượng riêng để phân biệt những loại vật liệu khác nhau,
phán đoán một số tính chất của nó.
*Khối lượng thể tích Khối lượng thể tích của vật liệu là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu ở
trạng thái tự nhiên (kể cả lỗ rỗng).
Nếu khối lượng của mẫu vật liệu là m và thể tích tự nhiên của mẫu là V
o
Ct :
ρ = m/
V
o
(g/cm

*Độ rỗng: r (số thập phân, %) là thể tích rỗng chứa trong một đơn vị thể tích tự nhiên của vật liệu.
thể tích rỗng là V
r
và thể tích tự nhiên của vật liệu là V
o
thì r = V
r
/V
o
trong đó :
V
r
=V
o
–V
a (
V
a là thể tích hoàn toàn đặc của vl)
Do đó : r =(
V
o
–V
a
)/V
o =1-
V
a /
V
o =1-
ρ

Câu3:Trình bày khái niệm,cách xd ,phân tíchcác yếu tố ảnh huởng và ý nghĩa của các tính c hấ

t
lien quan đến nuớc

của VLXD
Liên kết giữa nước và vật liệu
Trong vật liệu luôn chứa một lượng nước nhất địn. Tuỳ theo bản chất của vật liệu, thành phần, tính chất
bề mặt và đặc tính lỗ rỗng của nó mà mức độ liên kết giữa nước với vật liệu có khác nhau. Dựa vào mức
độ liên kết đó, nước trong vật liệu được chia thành 3 loại: Nước hoá học, nước hoá lý và nước cơ học.
Nước hoá học là nước tham gia vào thành phần của vật liệu, có liên kết bền với vật liệu. Nước hoá học
chỉ bay hơi ở nhiệt độ cao (trên
500
°
C).
Khi nước hoá học mất thì tính chất hóa học của vật liệu bị
thay đổi lớn.
5
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
Nước hoá lý có liên kết khá bền với vật liệu, nó chỉ thay đổi dưới sự tác động của điều kiện môi
trường như nhiệt độ, độ ẩm và khi bay hơi nó làm cho tính chất của vật liệu thay đổi ở một mức độ
nhất định.
Nước cơ học (nước tự do), loại này gần như không có liên kết với vật liệu, dễ dàng thay đổi ngay trong
điều kiện thường. Khi nước cơ học thay đổi, không làm thay đổi tính chất của vật liệu.
Độ ẩm
Độ ẩm W (%) là chỉ tiêu đánh giá lượng nước có thật m
n
trong vật liệu tại thời điểm thí nghiệm. Nếu
khối lượng của vật liệu lúc ẩm là m
a

độ hút nước luôn luôn nhỏ hơn độ rỗng của vật liệu. Thí dụ độ rỗng của
bê tông nhẹ có thể là 50
÷
60%, nhưng độ hút nước của nó chỉ đến 20
÷
30% thể tích.
Độ hút nước được xác định theo khối lượng và theo thể tích.
Độ hút nước theo khối lượng là tỷ số giữa khối lượng nước mà vật liệu hút vào với khối lượng vật liệu
khô
Độ hút nước theo khối lượng ký hiệu là H
P
(%) và xác định theo công thức:
H
P
=(
m
u
-
m
k
)100%/
m
k
6
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
Độ hút nứơc theo thể tích được ký hiệu là H
V
(%)tính theo ct:
H
V

m
u
, m
k
: Khối lượng của vật liệu khi đã hút nước (ướt) và khi khô
V
o
: Thể tích tự nhiên của vật liệu
Mỗi quan hệ giữa H
V
và H
P
như sau:
H
V
/ H
p
=ρ
tc
v
/
ρ
n
(ρ
tc
v
:khối luợng thể tích tiêu chuẩn)
Để xác định độ hút nước của vật liệu, ta lấy mẫu vật liệu đã sấy khô đem cân rồi ngâm vào nước.
Tùy từng loại vật liệu mà thời gian ngâm nước khác nhau. Sau khi vật liệu hút no nước được vớt ra
đem cân rồi xác định độ hút nước theo khối lượng hoặc theo thể tích bằng các công thức trên.

Khi vật liệu bị bão hòa nước sẽ làm cho thể tích vật liệu và khả năng dẫn nhiệt tăng,
nhưng khả năng cách nhiệt và đặc biệt là cường độ chịu lực thì giảm đi. Do đó mức độ bền
nước của vật liệu được đánh giá bằng hệ số mềm (K
m
)
thông qua cường độ của mẫu bão hòa nước R
bh
và cường độ của mẫu khô R
k
Những vật liệu có K
m
> 0,75 là vật liệu chịu nước có thể dùng cho các công trình thủy lợi.
*Tính thấm nước Tính thấm nước là tính chất để cho nước thấm qua từ phía có áp lực cao
sang phía có áp lực thấp. Tính thấm nước được đặc trưng bằng hệ số thấm K
th
(m/h):
Tùy thuộc từng loại vật liệu mà có cách đánh giá tính thấm nước khác
nhau.
Ví dụ: Tính thấm nước của ngói lợp được đánh giá bằng thời gian xuyên nước qua viên
ngói, tính thấm nước của bê tông được đánh giá bằng áp lực nước
lớn nhất ứng với lúc xuất hiện nước qua bề mặt mẫu bê tông hình trụ có đường kính và chiều
cao bằng 150 mm.
Mức độ thấm nước của vật liệu phụ thuộc vào bản chất của vật liệu, độ
rỗng và tính chất của lỗ rỗng. Nếu vật liệu có nhiều lỗ rỗng lớn và thông nhau thì mức độ thấm nước
sẽ lớn hơn khi vật liệu có lỗ rỗng nhỏ và cách nhau
Biến dạng ẩm
Khi độ ẩm thay đổi thì thể tích và kích thước của vật liệu rỗng hữu cơ hoặc vô cơ cũng thay
8
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
đổi: bị co khi sấy khô và trương nở khi hút nước.

0
(1+0,002 t) Trong đó :
λ
0
- hệ số dẫn nhiệt ở
0
°
C;
λ
t
- hệ số dẫn nhiệt ở nhiệt độ bình quân t.
Nhiệt độ t thích hợp để áp dụng công thức trên là trong phạm vi dưới
100
°
C.
Trong thực tế, hệ số dẫn nhiệt được dùng để lựa chọn vật liệu cho các kết
cấu bao che, tính toán kết cấu để bảo vệ các thiết bị nhiệt.
9
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
Giá trị hệ số dẫn nhiệt của một số loại vật liệu thông thường : Bê tông nặng λ =
1,0 - 1,3 Kcal/m.
0
C.h .
Bê tông nhẹ
λ
= 0,20 - 0,3
Kcal/m.
0
C.h .
Gỗ λ = 0,15 - 0,2

bị phá hoại rồi tính theo công thức. Vì vật liệu có cấu tạo không đồng nhất nên cường độ của nó
được xác định bằng cường độ trung bình của một nhóm mẫu ( thường không ít hơn 3 mẫu) .
Hình dạng, kích thước, trạng thái bề mặt mẫu có ảnh hưởng lớn đến kết
quả thí nghiệm, vì vậy các mẫu thí nghiệm phải được chế tạo và gia công đúng theo tiêu chuẩn
qui định. Tốc độ tăng tải cũng có ảnh hưởng đến cường độ mẫu, nếu tốc độ tăng tải nhanh hơn
tiêu chuẩn thì kết quả thí nghiệm sẽ tăng lên vì biến dạng dẻo không tăng kịp với sự tăng tải
trọng.
Phương pháp không phá hoại : Là phương pháp cho ta xác định được cường độ của
vật liệu mà không cần phải phá hoại mẫu. Phương pháp này rất tiện lợi cho việc xác định
cường độ cấu kiện hoặc cường độ kết cấu trong công
trình. Trong các phương pháp không phá hoại, phương pháp âm học được dùng rộng rãi nhất,
cường độ vật liệu được đánh giá gián tiếp thông qua tốc độ truyền sóng siêu âm qua nó.
Câu6: hệ số an toàn K?hệ số phẩm chất của vật liệu K
pc
?mác của vl?
Hệ số an toàn:
Trong tinh toán thiết kế công trình ngưòi ta chỉ tính khả năng chịu lựccủa vật liệu theo tri số cuờng độ tối
đa cho phép.cưòng độ này nhỏ hơn giới hạn thực sư của vl mới đảm bảo an toàn.tỷ sốgiữa cuòng độ giới
hạn và cuơng độ cho phép gọi là hệ số an toàn K.hệ số an toàn K luôn luôn lớn hơn 1 :K=R/[R]
Trong đó :R là cuờng độ giớ hạn của vl
[R] là cuờng độ tối đa cho phép trong thiết kế
*Lý do để đưa ra hệ số an tôảntng tính toán thiết kế kêt cấu công trình:
-cuờng độ là trị số trung bìnhcủa nhiều mẫu thí nghiệm,nhiều vùng hoặc nhiều lần thí nghiệm
-trng quá trình làm việc,vl thuờng có hiện tuợng mỏi hoặcđã có biến hình quá lớn tuy chiưa đên lực phá
hoại(nhất là khi tải trọng trùng lặp)
Mặt khác khi thiết kế ,ngưòi ta chưa đề cập hết dến các yếu tố ảnh huởng của mt tac dụng lên công trình
*việc lưa chọn hệ số an toàn lớn hay nhỏkhi tính toán tuỳ thuộc vào:
-quy mô tâm quan trọng của công trình
-kinh nghiêmvề tính toán thiết kế,phuơng pháp tính,trình độ tính toán,trình độ nắm chắc vl,kiểm nghiệm
qua các ct đã xd

chủ yếu sd trong xd là granit,điôrit,gabrô…
Đá phún xuất được tạo ra do mác ma phun lên trên mặt đất, do nguội
nhanh trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp, các khoáng không kịp kết tinh hoặc chỉ kết tinh
được một bộ phận với kích thước tinh thể bé, chưa hoàn chỉnh,
còn đa số tồn tại ở dạng vô định hình. Trong quá trình nguội lạnh các chất khí và hơi nước không
kịp thoát ra, để lại nhiều lỗ rỗng làm cho đá nhẹ.
đá pún xuất chủ yếu sd trong xd là diaba,bazan,andesit,…
Đá trầm tích
Đá trầm tích được tạo thành trong điều kiện nhiệt động học của vỏ trái đất
thay đổi. Các loại đất đá khác nhau do sự tác động của các yếu tố nhiệt độ, nước và các tác dụng hóa
học mà bị phong hóa vỡ vụn. Sau đó chúng được gió và nước cuốn đi rồi lắng đọng lại thành từng
12
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
lớp. Dưới áp lực và trải qua các thời kỳ địa chất chúng được gắn kết lại bằng các chất keo kết thiên
nhiên tạo thành đá trầm tích
Do điều kiện tạo thành như vậy nên đá trầm tích có các đặc tính chung là: Có tính phân
lớp rõ rệt, chiều dày, màu sắc, thành phần, độ lớn của hạt, độ cứng của các lớp cũng khác nhau.
Độ cứng, độ đặc và cường độ chịu lực của đá trầm tích thấp hơn đá mác ma nhưng độ hút nước
lại cao hơn.
Căn cứ vào điều kiện tạo thành, đá trầm tích được chia làm 3 loại:
Đá trầm tích cơ học: Là sản phẩm phong hóa của nhiều loại đá có trước. Ví dụ như: cát, sỏi,
đất sét v.v
Đá trầm tích hóa học: Do khoáng vật hòa tan trong nước rồi lắng đọng tạo thành. Ví dụ: đá
thạch cao, đôlômit, magiezit v.v
Đá trầm tích hữu cơ: Do một số động vật trong xương chứa nhiều chất
khoáng khác nhau, sau khi chết chúng được liên kết với nhau tạo thành đá trầm tích hữu cơ. Ví
dụ: đá vôi, đá vôi sò, đá điatômit.
Đá biến chất
Đá biến chất được hình thành từ sự biến tính của đá mác ma, đá trầm tích do tác động của
nhiệt độ cao hay áp lực lớn.

Câu9 :quá trình hình thành đất sét?thành phần đất sét?phân tích ảnh huởngcủa thành phần đến
tính dẻo của đất sét?
Thành phần chính của đất sét là các khoáng alumôsilicát ngậm nước
(nAl
2
O
3
.mSiO
2
.pH
2
O) chúng được tạo thành do fenspát bị phong hóa. Tùy theo điều kiện của
từng môi trường mà các khoáng tạo ra có thành phần khác nhau, khoáng caolinit
2SiO
2
.Al
2
O
3
.2H
2
O và khoáng montmôrilonit 4SiO
2
.Al
2
O
3
.nH
2
O là hai khoáng quyết định

S
2
) đây là khoáng làm cho sản phẩm có cường độ
cao và bền nhiệt.
tính dẻo phụ thuộc vào thành phần hoá học(luợng khoáng dẻo tăng thì tính dẻo tăng)và phụ thuộc
vào thành phần hạt(nhiều hạt sét thì dẻo,nhiều cát thì kém dẻo)
câu 10: quá trinh lý hoá xảy ra khi sấy và nung đất sét?khi gia công nhiệt,vật liệu gốm dc
nung tới nhiệt độ kết khối hay nóng chảy?
câu 11:tóm tăt công nghệ sản xuất gạch đất sét nung?vai trò của quá trình gia công cơ và gia công
nhiêt trong sx vật liệu gốm
Sản xuất gạch
Gạch xây là loại vật liệu gốm phổ biến thông dụng nhất, có công nghệ sản xuất đơn giản.
Công nghệ sản xuất gạch bao gồm 5 giai đoạn: Khai thác nguyên liệu, nhào trộn, tạo hình, phơi
sấy, nung và làm nguội ra lò.
Khai thác nguyên liệu
Trước khi khai thác cần phải loại bỏ 0,3 - 0,4 m lớp đất trồng trọt ở bên trên. Việc khai
thác có thể bằng thủ công hoặc dùng máy ủi, máy đào, máy cạp.
Đất sét sau khi khai thác được ngâm ủ trong kho nhằm tăng tính dẻo và độ đồng
đều của đất sét.
Nhào trộn đất sét
Quá trình nhào trộn sẽ làm tăng tính dẻo và độ đồng đều cho đất sét giúp cho việc tạo
hình được dễ dàng. Thường dùng các loại máy cán thô, cán mịn,
máy nhào trộn, máy một trục, 2 trục để nghiền đất.
Tạo hình
Để tạo hình gạch người ta thường dùng máy đùn ruột gà. Trong quá trình tạo hình còn
dùng thiết bị có hút chân không để tăng độ đặc và cường độ của sản phẩm.
15
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
Phơi sấy
Khi mới được tạo hình gạch mộc có độ ẩm rất lớn, nếu đem nung ngay gạch sẽ bị nứt

Chất kết dính vô cơ là loại vật liệu thường ở dạng bột, khi nhào trộn với nước hoặc các
16
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
dung môi khác thì tạo thành loại hồ dẻo, dưới tác dụng của quá trình hóa lý tự nó có thể rắn
chắc và chuyển sang trạng thái đá. Do khả năng này
của chất kết dính vô cơ mà người ta sử dụng chúng để gắn các loại vật liệu rời rạc (cát, đá, sỏi)
thành một khối đồng nhất trong công nghệ chế tạo bê tông, vữa xây dựng, gạch silicat, các vật
liệu đá nhân tạo không nung và các sản phẩm xi
măng amiăng.
Phân loại
Căn cứ vào môi trường rắn chắc, chất kết dính vô cơ được chia làm 3 loại: chất kết dính
rắn trong không khí, chất kết dính rắn trong nước và chất kết dính rắn trong Ôtôcla.
Chất kết dính vô cơ rắn trong không khí
Chất kết dính vô cơ rắn trong không khí là loại chất kết dính chỉ có thể rắn chắc và giữ
được cường độ lâu dài trong môi trường không khí.
Ví dụ: Vôi không khí, thạch cao, thủy tinh lỏng, chất kết dính magie. Theo thành phần
hoá học chúng được chia thành 4 nhóm:
(1) Vôi rắn trong không khí (thành phần chủ yếu là CaO);
(2) Chất kết dính magie (thành phần chủ yếu là MgO);
(3) Chất kết dính thạch cao (thành phần chủ yếu là CaSO
4
)
(4) Thuỷ tinh lỏng là các silicat natri hoặc kali (Na
2
O.nSiO
2
hoặc
K
2
O.mSiO

o
C và áp suất 8÷12 atm để hình thành ra “đá xi măng“. Chất kết dính này có 2 thành
phần chủ yếu là CaO và SiO
2
. Ở điều kiện thường chỉ có CaO đóng vai trò kết dính nhưng
trong điều kiện ôtôcla thì CaO tác dụng với SiO
2
tạo thành các khoáng mới có độ bền nước
và khả năng chịu lực cao. Các chất kết dính thường gặp trong nhóm này là: chất kết dính vôi
silic; vôi tro; vôi xỉ,
Câu13:ximăng pooclăng?tóm tắtdây chuyền công nghệ sản xuất ximăngtheo phuơng pháp khô?vai
trò của gia công cơ và gia công nhiệt trong sản xuất xi măng?
Khái niệm
Xi măng pooc lăng là chất kết dính rắn trong nước, chứa khoảng 70 - 80% silicat canxi
nên còn có tên gọi là xi măng silicat. Nó là sản phẩm nghiền mịn của clinke với phụ gia đá
thạch cao (3 - 5%).
Đá thạch cao có tác dụng điều chỉnh tốc độ đông kết của xi măng để phù hợp với thời
gian thi công.
Clinke
Clinke thường ở dạng hạt có đường kính 10 - 40 mm được sản xuất bằng cách nung hỗn
hợp đá vôi, đất sét và quặng sắt đã nghiền mịn đến nhiệt độ kết khối (khoảng 1450
o
C).
Chất lượng clinke phụ thuộc vào thành phần khoáng vật, hóa học và công nghệ sản xuất.
Tính chất của xi măng do chất lượng clinke quyết định.
Sơ lược quá trình sản xuất
Quá trình sản xuất xi măng gồm các công đoạn chuẩn bị phối liệu, nung và nghiền
Chuẩn bị phối liệu
18
Đại học Kiến Trúc Hà Nội

0
C xuống
19
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
đến 100 - 200
0
C trong các thiết bị làm nguội bằng không khí rồi giữ trong kho 1- 2 tuần
Việc nghiền clinke thành bột mịn được thực hiện trong máy nghiền bi làm việc theo chu
trình hở hoặc chu trình kín. Máy nghiền bi là ống hình trụ bằng thép bên trong có những
vách ngăn thép để chia máy ra nhiều buồng. Máy nghiền loại lớn có kích thước 3,95 x 11 m
(năng suất 100T/giờ) và 4,6 x 16,4 m (năng suất 135t/giờ).
Nghiền
Việc nghiền clinke thành bột mịn được thực hiện trong máy nghiền bi làm việc theo chu
trình hở hoặc chu trình kín. Máy nghiền bi là ống hình trụ bằng thép bên trong có những
vách ngăn thép để chia máy ra nhiều buồng. Máy nghiền loại lớn có kích thước 3,95 x 11 m
(năng suất 100T/giờ) và 4,6 x 16,4 m (năng suất 135t/giờ).
Clinke được nghiền dưới tác dụng của bi thép hình cầu (nghiền thô) và bi thép hình trụ
(nghiền mịn). Khi máy quay bi thép được nâng lên đến một độ cao nhất định rồi rơi xuống va
đập và trà sát làm vụn hạt vật liệu (clinke, thạch cao và phụ gia).
Xi măng sau khi nghiền có nhiệt độ 80 - 120
0
C được hệ thống vận chuyển bằng khí nén
đưa lên xilô. Xilô là bể chứa bằng bê tông cốt thép đường kính 8 -
15 m, cao 25 - 30m, những xi lô lớn có thể chứa được 4000 - 10000 tấn xi
măng
Câu14 thanh phần khoang vật của ximăng pooclăng?khoáng vật nào quảntọng nhất?thành phần
nào có hại ?tại sao?
Thành phần hóa học
Thành phần hóa học của clinke biểu thị bằng hàm lượng (%) các oxyt có trong clinke,
giao động trong giới hạn sau:

xi măng.
Thành phần hóa học của clinke thay đổi thì tính chất của xi măng cũng thay
đổi. Ví dụ: Tăng CaO thì xi măng thường rắn nhanh nhưng kém bền nước, tăng
20
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
SiO
2
thì ngược lại.
Thành phần khoáng vật
Trong quá trình nung đến nhiệt độ kết khối các oxyt chủ yếu kết hợp lại tạo thành các
khoáng vật silicat canxi, aluminat canxi, alumôferit canxi ở dạng cấu trúc tinh thể hoặc vô định
hình.
Clinke có 4 khoáng vật chính như sau :
Alit : silicat canxi : 3CaO.SiO
2
( viết tắt là C
3
S). Chiếm hàm lượng
45 - 60% trong clinke.
Alit là khoáng quan trọng nhất của clinke, nó quyết định cường độ và các tính chất khác
của xi măng.
Đặc điểm: Tốc độ rắn chắc nhanh, cường độ cao, tỏa nhiều nhiệt, dễ bị ăn mòn.
Bêlit : silicat canxi 2CaO.SiO
2
(viết tắt là C
2
S). Chiếm hàm lượng
20 - 30% trong clinke.
Bêlit là khoáng quan trọng thứ hai của clinke.
Đặc điểm: Rắn chắc chậm nhưng đạt cường độ cao ở tuổi muộn, tỏa nhiệt ít,ít bị ăn mòn

; MgO; K
2
O và Na
2
O, tổng hàm lượng các thành phần này khoảng 5-15% và có
ảnh hưởng xấu đến tính chất của xi măng làm cho xi măng kém bền nước.
Khi hàm lượng các khoáng thay đổi thì tính chất của xi măng cũng thay đổi theo.
Ví dụ: Khi hàm lượng C
3
S nhiều lên thì xi măng rắn càng nhanh,
cường độ càng cao. Nhưng nếu hàm lượng C
3
A tăng thì xi măng
rắn rất nhanh và dễ gây nứt cho công trình. Aluminat canxi :
3CaO.Al
2
O
3
(viết tắt là C
3
A ). Chiếm hàm lượng 4 - 12 % trong
21
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
clinke.
Đặc điểm: Rắn chắc rất nhanh nhưng cường độ rất thấp, tỏa nhiệt rất nhiều
và rất dễ bị ăn mòn.
Feroaluminat canxi : 4CaO.Al
2
O
3

3
A tăng thì xi măng rắn rất nhanh và dễ gây nứt cho công trình.
Câu15:quá trình đông kết và rắn chắc của ximăng?
sự rắn chắc của xi măng.
Phản ứng thuỷ hoá
Khi nhào trộn xi măng với nước, ở giai đoạn đầu xảy ra quá trình tác dụng nhanh của
khoáng alit với nước tạo ra hyđrosilicat canxi và hyđroxit canxi.
2(3CaO.SiO
2
) + 6H
2
O = 3CaO.2SiO
2
.3H
2
O +
3Ca(OH)
2
.
Vì đã có hyđroxit canxi tách ra từ khoáng alit nên khoáng belit thuỷ
hoá
chậm hơn alit và tách ra ít Ca(OH)
2
hơn. :
2(2CaO.SiO
2
) + 4H
2
O = 3CaO.2SiO
2

3
.8H
2
O. Cấu trúc dạng tơi xốp này làm giảm độ bền nước của xi
măng. Dạng ổn định của nó là hyđroaluminat 6 nước có tinh thể hình lập
phương được tạo thành từ phản ứng:
3CaO.Al
2
O
3
+ 6H
2
O =
3
C
aO.Al
2
O
3
.6H
2
O
để làm chậm quá trình đông kết khi nghiền clinke cần cho thêm một l
ượng
đá thạch cao (3% ÷
5% so với khối lượng xi măng). Sunfat canxi sẽ đóng vai trò là chất hoạt động hoá học của xi
măng, tác dụng với aluminat tricanxi ngay từ đầu để tạo thành sunfoaluminat canxi ngậm nước
(khoáng etringit) :
3CaO.Al
2

xi măng. Sự kết tinh của Ca(OH)
2
từ dung dịch quá bão hoà sẽ làm giảm nồng độ hyđroxit
canxi trong dung dịch và etringit chuyển sang tinh thể dạng sợi, tạo ra cường độ ban đầu cho xi
măng. Etringit có thể tích lớn gấp 2 lần so với thể tích các chất tham gia phản ứng, có tác
dụng chèn lấp lỗ rỗng của đá xi măng, làm cường độ và độ ổn định của đá xi măng tăng lên.
Cấu trúc của đá xi măng cũng sẽ tốt hơn do hạn chế được những chỗ
yếu của hyđroaluminat canxi. Sau đó etringit còn tác dụng với 3CaO.Al
2
O
3
còn lại sau khi đã
tác dụng với đá thạch cao để tạo ra muối kép của sunfat :
2(3CaO.Al
2
O
3
)+3CaO.Al
2
O
3
.3Ca.SO
4
.32H
2
O+22H
2
O=(3CaO.Al
2
O

3
.nH
2
O.
Hyđroferit sẽ nằm
lại trong thành phần của gen xi măng, còn
hyđro-
aluminat sẽ tác dụng với đá thạch cao như phản ứng trên.
Tính chất và sự hình thành cấu trúc của hồ xi măng
Hồ xi măng tạo thành sau khi nhào trộn xi măng với nước là loại huyền
phù dặc của nứoc truớc
23
Đại học Kiến Trúc Hà Nội
khi tạo hình hỗn hợp bêtong và bắt đầu đông kết hồ xi măng
măng có cấu trúc ngưng tụ.
Trong đó những hạt rắn hút nhau bằng lực Vanđecvan và liên kết với nhau bằng lớp vỏ
hyđrat. Cấu trúc này sẽ bị phá huỷ khi có lực cơ học tác dụng (nhào, trộn, rung…) nó trở thành
chất lỏng nhớt, dễ tạo hình. Việc chuyển hồ sang trạng thái chảy mang đặc trưng xúc biến, có
nghĩa là khi loại bỏ tác dụng của lực cơ học thì liên kết cấu trúc trong hệ lại được phục hồi.
Tính chất cơ học - cấu trúc của hồ xi măng tăng theo mức độ thuỷ hoá xi măng. Thí dụ
ứng suất trượt của hồ đo được sau khi nhào trộn là 0,1kG/cm
2
, khi bắt đầu đông kết tăng lên 15
lần (1,5 kG/cm
2
), còn khi kết thúc đông kết lên 50 lần (5kG/cm
2
). Như vậy, hồ xi măng có khả
năng thay đổi nhanh tính lưu biến
trong khoảng 1 ÷ 2 giờ.

hình lăng trụ tiêu chuẩn (dầm) 40 x 40 x 160 mm bằng vữa xi măng cát với tỷ lệ
1:3 theo khối lượng. Tỷ lệ nước/xi măng bằng 0,5.
Dùng các khuôn tiêu chuẩn bằng thép đúc 3 mẫu, gạt bằng và miết phẳng bề mặt các mẫu, đặt
các khuôn mẫu đó vào thùng giữ ẩm sau 24 ± 2 giờ thì tháo khuôn lấy mẫu ra ngâm vào nước,
thể tích nước chứa trong thùng phải bằng 4 lần thể tích các mẫu thử và mực nước phải cao
hơn mặt mẫu tối thiểu 5cm, thỉnh thoảng thêm nước để mực nước không đổi, 27 ngày thì
lấy mẫu ra khỏi thùng nước, lau khô mặt mẫu rồi thử cường độ ngay không để chậm quá 30
phút.
Xác định cường độ chịu uốn của mẫu thử như sau: Đặt mẫu trên 2 gối tựa của máy thí nghiệm
uốn
Sau khi uốn gãy các mẫu, lấy các nửa mẫu đem thử cường độ nén
Giới hạn cường độ chịu nén của vữa xi măng là trị số trung bình của 6 kết quả thí nghiệm .
Từ giới hạn cường độ chịu nén và uốn của vữa xi măng tìm được, xác định mác xi măng
bằng cách so sánh cường độ với các loại mác xi măng quy định. Ví dụ cường độ nén trung
bình của nhóm mẫu xi măng sau khi thí nghiệm là
34N/mm
2
vậy xi măng này thuộc loại PC 30.
Ngoài phương pháp dẻo để xác định mác của xi măng như trên còn có thể dùng phương
pháp khô (cứng) với các mẫu hình lập phương cạnh 7,07 cm và phương pháp thử nhanh với
các mẫu 2 x 2 x 2 cm.
Nhưng hiện nay các loại xi măng của nước ta đều dùng phương pháp dẻo để xác định mác theo
đúng tiêu chuẩn của nhà nước quy định.
Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ chịu lực của xi măng :
Cường độ chịu lực của xi măng phát triển không đều, trong 3 ngày đầu có thể đạt 40-
50%; 7 ngày đạt 60-70%, những ngày sau tốc độ tăng cường độ chậm đi, đến 28 ngày đạt
25